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„Has(s)t du Töne?“ – (Psycho)Akustik von Ventilatoren (de)
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Abstract:
Die Geräuschabstrahlung von Geräten, in denen Ventilatoren verbaut sind, nimmt eine immer größer werdende Bedeutung ein. Insbesondere wenn diese in der Nähe von Menschen betrieben werden, wie beispielsweise Wärmepumpen oder Klimaanlagen, nimmt die Schallabstrahlung zumeist einen höheren Stellenwert als die Effizienz ein.Dabei treten abhängig von der jeweiligen Einbausituation mehr oder weniger stark ausgeprägte Töne im Geräuschspektrum auf. Diese resultieren zumeist aus der Interaktion zwischen mehr oder weniger ortsfesten turbulenten Strukturen („Wirbelzöpfe“) und dem Ventilator bei der sogenannten Blattfolgefrequenz (BPF) und deren Harmonischen.Zur Beurteilung der strömungsakustisch relevanten Vorgänge kommen dabei Strömungssimulationen (CFD) des Gesamtgerätes zum Einsatz, wobei die hinreichende Berücksichtigung der Zuströmturbulenz eine besondere Herausforderung darstellt, v.a. wenn man Akustiksimulationen (CAA) durchführen möchte. Für die Berechnung von Tönen bietet sich die URANS Methode an, die weniger aufwändig als eine LES ist, weil nur die großen turbulenten Strukturen aufgelöst werden. An ausgewählten Ventilatorgeräuschen mit Tonalitäten wird mit Hilfe spezieller Analysetechniken der Frage nachgegangen, ob es sich um reine Töne im Hinblick auf die ihnen zu Grunde liegenden aeroakustischen Quellmechanismen handelt.Psychoakustische Untersuchungen haben gezeigt, dass Töne im Spektrum grundsätzlich als störend empfunden werden, aber unter bestimmten Randbedingungen der Hörtests durch eine Probandengruppe von immerhin 28% positiv bewertet werden.